[发明专利]低振动工具架

说明书

本发明涉及一种根据权利要求1所述的用于工具、特别是用于管路、车削、铣削、铰孔和磨削工具的工具架。

这种工具架全部以变形形式出现。例如，已知用于优选具有圆柱形轴的工具的夹紧卡盘、张紧滚筒或冷缩配合卡盘，还已知不是在中心轴上接收工具而是例如螺旋到其侧面的工具架。

由于这种工具架绕其纵轴的旋转，和/或例如要与工具一起加工的旋转工件施加在该工具、从而施加在该工具架上的动作等等，工具架会受激振动，例如，绕其理想的旋转轴的进动，或/和在包含旋转轴的平面上的横向振动，这种振动的混合也是可以想象的。这些振动削弱了工件加工中的高精确度，因而削弱了准确度和再现性。

在DE102004019869A1中，本发明由该专利文献产生，并且其内容完全包含在说明书中，由于该现有技术的工具架的特性和实施方式包含在本说明书中，因而为了使这种工具架减振，提出在工具架布置张紧排列(tensioningarrangement)，以便经由轴向张紧部分在工具架上运用轴向张力。由张紧排列引入工具架的轴向张力相对于机械上未张紧的状态改变了工具架的弹簧特性，特别是张紧轴向部分的弹簧刚度，因而也改变整个工具架的弹簧特性，由此，给定适当设置的工具架的弹簧特性，可以选择性地改变工具架的激发振动特性及其相关的谐振频率。

虽然可以通过这种措施实现工具架的显著减振，但是这种实施方式在某些情况下会具有缺陷。当用于张紧排列的材料具有比工具架的其余部分更低的热膨胀时，如果热膨胀，例如由于工件加工或工具轴的热夹紧或不夹紧，则具有下面的风险：张力和减振改变，张紧排列相对于工具架的对准中心改变，或者甚至张紧排列的材料破坏。该结果还可以是与振动和几何相关的真实运行的问题，而且工具架会降低工件加工的精确度。

因此，本发明的目的是提供一种较少或根本不会受到上述问题影响的低振动工具架，而且工具架特别容易制造。

该目的是通过根据权利要求1所述的工具架实现的，其具有从属权利要求所述的主题的优选实施方式。

本发明的特征在于该工具架提供有张紧排列，张紧排列除了具有在轴向方向上作用的张力分量，还具有径向张力，通过径向张力，张紧排列相对于工具架基体径向张紧，其中，由于张紧排列在相对于工具架纵轴的至少一侧上具有一个或多个与工具架的一个或多个匹配表面部分接触的轴承表面部分，因而通过轴承表面部分相对于匹配表面部分的滑动，张紧排列例如可以灵活地响应于热材料膨胀。这样，阻止了张紧排列和工具架基体之间的游隙，由于这种游隙不保证张紧排列相对于工具架基体的对中，因而会降低工具架的轴向张力，并且导致运行问题。此外，张紧排列相对于工具架的灵活张紧有效阻止了对实验装配或工具架基体的破坏。

在优选实施方式中，张紧排列相对于工具架纵轴在相对于工具架基体的两侧上径向张紧。这改进了径向张力相对于其灵活响应的有效性。有利地，工具架基体基本上由工具钢组成，而张紧排列由陶瓷、重金属或硬金属或复合材料组成，由于保持张紧排列比工具钢更具有刚性，因而可以极大地影响工具架的弹簧特性。通过这种材料选择，张紧排列具有比工具架基体更低的热膨胀系数，如果张紧排列相对于工具架基体径向向内张紧，也就是说，由张紧排列径向引入的张力分量在工具架基体中向外作用，或者，换句话说，张紧排列心相对于工具架基体至少部分地更靠近工具架纵轴布置，并且工具架基体的这些外部区域向着工具架纵轴对张紧排列施力，则是有利的。

在特别优选的实施方式中，工具架是模块设计的，以便可以将张紧排列在没有破坏的情况下拆卸。这样，可以在任何时候简单地替换张紧排列，例如，当工具改变时，可以考虑改变在工具架的部件上的振动行为。优选通过使卡盘可以从工具架的中间部分和联节轴拆卸实现工具架的模块设计，特别是通过在其中提供螺旋连接。对工具架相对不同工具的更大的可变形和适应性来说，如果将卡盘头布置在工具插座或其中，此外，该卡盘头可以特别地通过拧松从卡盘拆卸，则是有利的。

在优选的实施方式中，张紧排列的轴承表面部分具有锥形环形表面的形式，并且张紧排列至少部分地与工具架基体轴向啮合。在替换的实施方式中，轴承表面部分具有半球环形槽的形状，匹配表面部分由半球环形突起形成，或者通过布置在工具架基体中的单独的球提供。在进一步替换的实施方式中，匹配表面部分由对中环提供，对其部件来说，相对于工具架基体支撑其本身。这种对中环能够非常敏感地实现径向和轴向张紧。例如，对中环可以具有圆形截面，该圆形截面相对于半球环形槽形状的轴承表面部分作用。